Scénarios d’ensemble - National, 2009

Scénarios d’ensemble pour le Canada (2009)

Le Réseau canadien des scénarios de changements climatiques (RCSCC) a préparé un résumé des constatations tirées de la plus récente évaluation de la modélisation pour le Canada, dans le cadre du quatrième rapport d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC; 2007). D'autres renseignements issus de cette analyse sont actuellement colligés en vue de leur publication. En tout, 24 centres mondiaux de modélisation ont contribué à la base de données internationale. Les données de sortie utilisées dans l’analyse constituent un ensemble moyen de toutes les données disponibles fournies par les centres, lesquels n’ont pas tous produit de passes de simulation pour tous les scénarios d’émissions. Les modèles sont énumérés dans le tableau ci dessous:

On présente également les résultats modélisés de moyenne issus de deux versions du modèle régional canadien du climat (MRCC), conçus par OURANOS (partenaire d’Environnement Canada). Seules les deux plus récentes versions du MRCC ont été utilisées à cause d’un problème de modélisation de la température des lacs rencontré avec une version antérieure.

À l’examen de la littérature scientifique récente, on a établi que l’utilisation d’une approche d’ensemble (moyennes et médianes de plusieurs modèles) permet d’obtenir le meilleur signal de changement climatique projeté. Les résultats peuvent varier beaucoup d’un modèle à l’autre, et chaque modèle comporte ses propres biais inhérents. Le fait d’utiliser une moyenne ou une médiane de plusieurs modèles réduit l’incertitude associée à chaque modèle individuel. En effet, pris ensemble, les biais des modèles individuels semblent s’équilibrer. Comparativement aux données d'observation maillées historiques, les résultats d’ensemble se rapprochent davantage des données climatiques historiques. Ce n'est pas une garantie, mais une collection d'ensemble qui représente bien le climat historique devrait être plus susceptible de simuler avec justesse les conditions du climat futur.

Auparavant, en raison principalement de la difficulté d’obtenir des données, de stocker d'importants volumes de données et de satisfaire aux exigences de programmation, l’approche d’ensemble représentait un travail considérable. Au nombre des autres méthodes utilisées, on compte l’utilisation d’un ensemble restreint de projections de deux ou trois modèles ou la sélection de scénarios tirés de modèles disponibles qui tentent d'établir des liens entre des variables de climat projeté (p. ex, chaud et sec, chaud et humide, plus chaud et sec, plus chaud et humide). Même s’il s’agit d’une bonne approche, cette technique demeure limitée à un petit sous ensemble de modèles disponibles.

Le présent rapport décrit une projection d'ensemble pour tous les modèles climatiques mondiaux (MCM) disponibles qui ont été mentionnés précédemment, dont les données ont été utilisées pour l’entrepôt de données du GIEC ou le Program for Climate Model Diagnosis and Intercomparison (PCMDI). Il s’agit de ressources importantes, mais l’extraction de ces données dans leur format d’origine et, par la suite, la conversion, le formatage, l’interprétation, l’analyse et la cartographie des données sont des tâches colossales qui sont impossibles à réaliser pour de nombreux utilisateurs et intervenants (administration locale - public). Depuis quelques années, le RCSCC affiche les résultats de modèles individuels sur son site Web (CCCSN.CA). Le présent rapport fournit aux intervenants les résultats préliminaires des champs de changements d’ensemble pour ces modèles pour la moyenne d'une période future, que l'on situe souvent dans les années 2050s (de 2041 à 2070), par rapport à la moyenne d’une période de référence de 1961 à 1990.

Les valeurs moyennes des températures et des précipitations mensuelles sont calculées pour chaque modèle, pour les périodes de 1961 à 1990 et de 2041 à 2070. À des fins d’analyse approfondie, la valeur moyenne des mailles est ensuite reportée sur une grille à résolution commune à l'échelle du Canada.

Les données de sortie mensuelles des MCM sont interpolées sur une grille commune à une résolution de 2,5 x 2,5 degrés sur l'ensemble du Canada (résolution utilisée par les National Centers for Environmental Prediction [NCEP]). L’ensemble de MCM ainsi obtenu n’inclut pas le MRCC. La résolution de grille des NCEP à partir de laquelle tous les modèles sont remaillés est illustrée ci dessous:

Les résultats représentent trois niveaux (faible, moyen, élevé) de changements climatiques projetés pour la période des années 2050s (2041 à 2070), d’après la période référence de 1961 à 1990. Les cartes illustrent les changements de température (en degrés Celsius) et les changements relatifs aux précipitations (en pourcentage) par rapport à la même période de référence.

La projection « faible » représente la moyenne de tous les modèles calculée à partir de l'hypothèse relative aux émissions la moins pire. Il s’agit du scénario communément appelé SRES B1. Les résultats de la projection « élevée » indiquent quant à eux les changements projetés d’après l’hypothèse relative aux émissions la plus radicale. Pour le Canada en entier, l'anomalie des températures moyennes annuelles pour la période de 2041 à 2070 est très semblable pour les scénarios SRES A2 et SRES A1B lorsqu’on tient compte de tous les modèles. En fait, avec le scénario SRES A1B, la température moyenne annuelle est légèrement supérieure , soit de 0,3 ºC, à l’échelle nationale (sur toutes les mailles de la grille du pays). Puisque l’objectif principal de la projection « élevée » est d’établir une limite supérieure, et que les centres de modélisation ont généré plus de données de sortie fondées sur le scénario A1B que sur le SRES A2, les résultats du scénario A1B ont donc été utilisés pour établir une projection « élevée ». La projection « moyenne » représente donc la moyenne de la combinaison des projections faible (B1) et élevée (A1B). Il est important de noter qu’il n'y a ici aucune recommandation implicite de préférence pour l'un ou l'autre des scénarios d'émissions, et que les résultats ne varieraient pas de façon significative si le scénario A1B était remplacé par le A2. Avant la fin de la période de projection des années 2080s (de 2071 à 2100), la température moyenne du scénario A2 est supérieure à celle du scénario A1B.

En plus de nous permettre d’obtenir une estimation plus rigoureuse, l’utilisation d’un ensemble de modèles par rapport à un modèle individuel ou à une combinaison restreinte de modèles peut également nous donner des renseignements précieux sur l’incertitude géographique des projections pour le Canada, à partir de la plage de résultats des modèles. Avec une plage étendue, des cellules de grille indiquent les régions de divergence des configurations de modèles (paramétrage à l’échelle sous maille, circulation atmosphérique ou océanique), menant à une projection d’ensemble dont la marge d’incertitude est plus grande.

On montre ci dessous une carte nationale indiquant la plage de résultats de tous les modèles pour le scénario d’émissions de niveau « faible » permettant d’obtenir une projection de la température annuelle pour la période de 2041 à 2070. On est d’avis que la température est l'une des variables la mieux modélisée par les MCM, mais la plage de résultats peut cependant être significative. De façon générale, les modèles indiquent une plage de résultats plus étendue pour la région est de l’Arctique canadien (> 3 ºC) et, en particulier, pour la mer du Labrador (> 5 ºC). Dans le sud du pays, la plage des résultats présentent des anomalies inférieures à 3 ºC sur une base annuelle. Bien que les plages de valeurs semblent très étendues, il est important de noter qu’elles représentent la différence entre l'anomalie maximale annuelle moyenne et l'anomalie minimale annuelle moyenne tirées de tous les MCM disponibles.

L’écart type pour la même combinaison est moins sensible aux valeurs aberrantes des modèles, ce qui indique un régime similaire. L’écart type est de moins de 0,7 ºC pour les anomalies projetées pour la période de 2041 à 2070 dans le sud du Canada. Il passe à 1,2 ºC dans l'est de l’Arctique et à plus de 1,6 ºC au dessus de la mer du Labrador; il s’agit de la valeur la plus élevée, qui est donc entachée d'une plus grande incertitude.

Les raisons pouvant expliquer l'étendue des plages sont multiples et feront l’objet d’un prochain article de revue plus approfondi. Ses raisons pourraient inclure les différences de proportions des terres par rapport aux eaux dans le complexe archipel canadien, la variation de la couverture de glace de mer (dont celle de la baie d’Hudson), de l'accumulation de la neige, du paramétrage du pergélisol et de l’intensité des courants dans l’Atlantique Nord. Chacun de ces éléments peut avoir un impact sur les régimes de circulation atmosphérique et le climat.

L’ensemble « élevé » du MRCC est également présenté dans les tableaux des données cartographiques. Les données de sortie mensuelles du MRCC ne sont pas remaillées à l’échelle plus grande des NCEP. On utilise la résolution originale de 50 km, mais la projection stéréographique polaire originale est convertie en une grille dont la latitude et la longitude sont régulières. La période de référence du MRCC va de 1961 à 1990, et la projection à partir d'un scénario représente la différence entre cette période de référence et la période de 2041 à 2070, comme pour les résultats des MCM. Le modèle MRCC est seulement disponible pour le scénario « élevé » (SRES-A2). Les résultats de ce modèle à haute résolution sont fournis à des fins de comparaison avec les résultats de l’ensemble de MCG.

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NOTES SUR L’UTILISATION:

• Les données utilisées dans la présente analyse sont fournies par: GIEC, PCMDI, Environnement Canada et OURANOS (gracieusement transmises par les centres de modélisation internationaux). Le présent rapport est également disponible en version électronique sur le site Web du RCSCC (CCCSN.CA). N’hésitez pas à nous faire parvenir vos commentaires, à l’adresse suivante: feedback@cccsn.ca.
• L’analyse et la cartographie des données ont été réalisées par l’équipe du Réseau canadien des scénarios de changements climatiques de la Division de recherche en adaptation environnementale (DRAE) d’Environnement Canada.
• Vous trouverez plus de renseignements sur les scénarios à l’adresse suivante: CCCSN.CA.

Les renseignements contenus dans le présent document sont fournis « tels quels », sans condition ni garantie.

Ni la Division de recherche en adaptation environnementale (DRAE) ni Environnement Canada n’assume la responsabilité de l’utilisation de ce produit. Tout a été mis en œuvre pour assurer l’exactitude des renseignements, mais des erreurs peuvent se produire. À titre d’exemple, les centres de modélisation ont, par le passé, retiré de la distribution des ensembles de données erronés quelques temps après leur parution. Dans le cadre de notre analyse, aucun ensemble retiré n’a été utilisé.

Vous trouverez à l’adresse suivante la politique d’Environnement Canada en matière d’utilisation de ses produits: http://www.climate.weatheroffice.ec.gc.ca/prods_servs/tables/attachment1_f.html

Toute mention en référence à l’utilisation du présent rapport doit être citée comme suit:

CCCSN (2009). Scénarios d’ensemble pour le Canada (2009). Produit par le Réseau canadien des scénarios de changements climatiques (CCCSN.CA). Éditeur: N. Comer. Division de la recherche sur l’adaptation et les impacts, Environnement Canada.

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